第四節 解決方法
我們需要解決公平的第三方進行判斷與驗證隨機數的問題，還需要解決系統 導致區塊鏈壅塞、遊戲的公開性與公平性問題。所以我們研究了去中心化的區塊 鏈系統 [7]，我們會在下一章說明去中心化系統，有了去中心化系統，我們可以透
過此系統來達到彩票系統地的投注、領獎等等程序，並利用區塊鏈的特殊協議來 達成快速理賠機制，一但問題發生，可以靠去中心化系統去判斷對錯，接著在運 用數位貨幣的交易來完成申訴賠償，這樣便可以達成可稽核、可申訴、低使用頻
寬、負荷大量玩家的線上彩票系統。
第二章 去中心化系統
第一節 中心式架構
中心式架構，顧名思義由一單方機構、組織、機器、人員掌控某一系統的 所有運作，包含前端服務、資料傳遞、後端處理、資料儲存等等行為，此一種 系統運行方式即稱為”中心式架構”。在”去中心化”此專有名詞尚未被使用之前，
中心式架構已經普遍存在於世界各國，最具代表性的實際案例即為政府營運的 服務系統。當然，任何一個企業開發的服務，也普遍性為中心式架構，都是由
政府或是單一企業組織管理整個系統流程。
第二節 去中心式架構
相較於前一節所提及的中心式架構，”去中心式”只能出現在擁有眾多用戶系
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統中，每個用戶都可以互相連接並影響其他用戶，這種扁平化結構，稱之為“去 中心化”。在去中心化的架構中，不再有某一單位、政府、組織擁有資料、行為
控制的權力，而是讓每一位用戶都能夠執行資料傳遞、服務行為等等。去中心
式架構最具代表性的實際應用像是Peer-to-Peer 網路。
第三節 Blockchain 介紹
區塊鏈(blockchain)，是一個創新時代的記帳技術，它讓每一筆交易都存在每
個節點中，資料公開透明又很安全，又稱為分散式帳本技術，區塊鏈就是去中心 式架構最好的範例。區塊鏈靠著強大的密碼學技術來完成，像是雜湊、加密、工 作量證明(Proof of work)、數位簽章…等，讓他人難以有造假的可能，使得區塊鏈
有強大的安全性。又因為它是去中心式架構，任何一個人若要更動、新增資料至 區塊鏈，必須同步發送給在區塊鏈上的其他所有用戶，並且得到驗證、確認核可 後才能進行操作，此一舉動讓所有在區塊鏈的資料皆為公開透明的。
區塊鏈的起源來自2008 年由中本聰(Satoshi Nakamoto)的人提出，透過 Peer-to-Peer 的網路技術，加密演算法、時間戳、電子簽章、共識決等等一連串的資料
加密、互相確保資料一致性方法，當這些結合在一起後，而產生比特幣區塊鏈。
區塊鏈是一個去中心式架構的資料庫，並且不限定任何用戶，每個用戶都可 以參與這個系統中，並且透過共識機制、競爭計算來共同維護整個區塊，達成資 料一致性。即使有些節點失去了功能，也不影響這個區塊的安全性，因為資料將 儲存於每一位用戶節點當中。每個用戶節點之間透過數位簽章技術進行稽核，所
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以無須彼此信任，用戶節點之間也無法做到欺騙的手段。區塊鏈上的任何資料都 是公開的，但用戶節點之間無須公開身分，如果遇到有惡意的攻擊者想要攻擊這 個區塊鏈，是難以實行的，必須掌握掌握51%的節點數量同時發動攻擊，在共識 決時將錯誤有害的資料變為正確的資料才能夠攻擊成功，因此這些交易是極難以
被篡改的。當交易被記錄到區塊鏈是就會永遠的保存下來。
第四節 以太坊
以太坊(Ethereum) 是一個公共區塊鏈平台，運行的加密貨幣為以太幣，使用 者可以在上面進行交易、撰寫與發佈程式(智能合約)來發展多元化的應用，國外 已經有非常多團隊利用智能合約來打造服務(如 Quanta 等等)，在 Ethereum 裡面 智能合約通過去中心化的虛擬機器稱為「以太虛擬機」Ethereum Virtual Machine
來處理合約，Ethereum 的概念首次在 2013~2014 年間，被程式設計師 Vitalik Buterin 提出，並在2015 年啟動 Ethereum Public Chain。
目前以太坊的交易速度，平均每秒 10 筆交易，以信用卡公司 Visa 作比較，
Visa 的交易速度是每秒 1,667 筆，相差 160 倍的數據，由於區塊鏈使用共識機制
在保護資料一致性，每一次的交易都會經過此共識機制做確認以及稽核，故拖慢
整體交易速度。
以太坊目前採用的工作量證明(Proof-of-Work)，工作量證明共識機制，共識機
制皆有一個特點就是運算困難，驗證容易；乙太坊區塊鏈採用了 SHA-256 去運 算 Hash 值，在 PoW 中，每個用戶節點節點比拼運算能力，看哪一個用戶節點
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節點優先計算出本次區塊的難題，就能將自己所驗證的交易打包成區塊放置區塊 鏈上，此一行為被稱之為”挖礦”，最先算出難題而得到放置區塊權力的用戶節點
節點將會取得交易所需要付的部分手續費，也因此在共識機制上會有競爭產生。
目前區塊鏈技術不斷在改革，要解決交易速度過慢，還有儲存空間不斷膨脹 的問題，還有許多匿名跟法律的問題，即使至今仍有大量的科學家、研究者都在 試圖解決區塊鏈的問題，希望在區塊鏈上能夠有更好的應用、更快的速度以及更
低的成本營運。
第五節 智能合約
一個建立在以太坊之上的特殊協議被稱為智能合約 [8]，智能合約是基於現
實數據自動執行的數位協議，用戶節點可以在其撰寫程式語法，來寫一個程式結 構，來達到各種應用，由於乙太坊區塊鏈為去中心式架構，故此智能合約並非所 謂的中心式機器。每一次智能合約的動作，皆是自動執行，其執行結果亦為一個 交易，也必須經由礦工進行共識決來將其結果放上區塊鏈。
分散式應用程式(DApp)，是依賴以太坊區塊鏈上智能合約的應用程式，開發
人員可以在以太坊的區塊鏈基礎架構之上建立 DApp，來達成各種與普通使用者
的任何互動，而不必親自使用區塊鏈的帳戶、轉帳等等功能。直至今日智能合約 的應用在現實世界中已經非常多種，本篇論文將使用智能合約進行開發彩票系統，
達成可稽核、可申訴之目的，此一稽核申訴的作法參照Blockchain-based Automatic Indemnification Mechanism [9]的概念，並對其中的 Protocol 進行必要的修改以符
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合本系統的需求，詳細的傳輸內容以及申訴方式會在本文第四章進行詳細說明。